第03章-变压器讲述.ppt
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3.1 变压器的工作原理、分类和结构
3.2 变压器的空载运行
3.3 变压器的负载运行
3.4 变压器的等效电路及相量图
3.5 变压器参数的测定和标么值
3.6 变压器的运行特性
3.7 三相变压器
3.8 其它用途的变压器
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能.
第三章 变压器
只要一、二次绕
组的匝数不同,
就能达到改变压
的目的。
3.1 变压器的工作原理、分类和结构
3.1.1 变压器的工作原理
变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压,产生交链一、二次绕组的交变磁通,在两绕组中分别感应电动势。
3.1.2 变压器的基本结构
变压器结构上的分类:
心式变压器
壳式变压器
一、铁心
变压器的主磁路,为了提高导磁性能和减少铁损,用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。
铁心的分类:
叠接式铁心
渐开线式铁心
卷式铁心
变压器的电路,一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。
二、绕组
三、其它结构部件
油箱
油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质,又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子(散热器或冷却器)。
绝缘套管
将线圈的高、低压引线引到箱外,是引线对地的绝缘,担负着固定的作用。
此外还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。
四、变压器的额定值
指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。
符号:SN;单位:VA或kVA。
三相变压器:三相容量之和。
S1N = S2N = SN
额定电压
指长期运行时所能承受的工作电压。
符号:U1N / U2N ;单位:V或kV。
三相变压器:额定值为线电压。
U1N是指加在一次侧的额定电压;
U2N是指一次侧加额定电压,二次侧的空载电压;
额定容量
额定电流
指在额定容量下,允许长期通过的额定电流。
符号:IN1 / IN2 ;单位:A。
三相变压器:额定值为线电流
其数值是根据额定容量和额定电压计算出的值。
额定频率
此外,额定值还有额定频率、效率、温升等。
额定频率:工频50Hz。
温升:电机某部分温度和周围冷却介质的温度之差。
3.2 变压器的空载运行
3.2.1 空载运行时的物理情况
主磁通与漏磁通的区别
感应电动势分析
主磁通感应的电动势——主电动势
漏磁通感应的电动势——漏电动势
漏电动势也可以用漏抗压降来表示,即
根据主电动势的分析方法,同样有
空载运行的电压方程
3.2.2 空载电流和空载损耗
一、空载电流
作用与组成
性质和大小
性质:由于空载电流的无功分量远大于有功分量,所以空载电流主要是感性无功性质——也称励磁电流;
波形
当磁通按正弦规律变化时,空载电流呈尖顶波形。
当空载电流按正弦规律变化时,主磁通呈尖顶波形。
实际空载电流为是正弦波,但为了分析、计算和测量的方便,在相量图和计算式中常用正弦的电流代替实际的空载电流。
二、空载损耗
对于已制成变压器,铁损与磁通密度幅值的平方成正比,与电流频率的1.3次方成正比,即
空载损耗约占额定容量的0.2%~1%,而且随变压器容量的增大而下降。为减少空载损耗,改进设计结构的方向是采用优质铁磁材料:优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金。
变压器空载时,一次侧从电源吸收少量的有功功率 ,用来供给铁损 和绕组铜损 。由于 和 均很小,所以 ,即空载损耗近似等于铁损。
3.2.3 空载时的相量图和等效电路
一、相量图
根据前面所学的方程,可作出变压器空载时的相量图:
一次侧的电动势平衡方程为
由右图空载时等效电路可知
二、等效电路
一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽略漏阻抗压降,则一次主电势的大小由外施电压决定.
主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定,与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。
空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关,铁心所用材料的导磁性能越好,空载电流越小。
电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值,线性磁路中,电抗为常数,非线性电路中,电抗的大小随磁路的饱和而减小。
综上所述
3.3 变压器的负载运行
变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上,二次接上负载的运行状态,称为负载运行。
负载运行示意图
原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。 副边绕组电流增加或减小的同时,引起原边电流的增加或减小,吸收的功率也增大或减小。
3.3.1
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